P6 (микроархитектура)

Улучшенный Pentium M P6
Общая информация
Запущен	2006
Производительность
Макс. процессора Тактовая частота	от 1,06 ГГц до 2,33 ГГц
ФСБ скорости	От 533 МТ/с до 667 МТ/с
Кэш
L1 Кэш	64 КБ
Кэш L2	от 1 МБ до 2 МБ ; 2 МБ (Xeon)
Архитектура и классификация
Микроархитектура	П6
Набор инструкций	х86-16 , ИА-32
Расширения	ММХ , ССЕ , ССЕ2 , ССЕ3 ;
Физические характеристики
Транзисторы	151М 65 нм (C0, D0) ;
Ядра	1-2 ;
Розетка	Розетка М ;
Продукты, модели, варианты
Модели	Селерон серии М ; Двухъядерная серия Pentium ; Основная соло-серия ; Серия Core Duo ; Серия Xeon LV ;
История
Предшественник	Пентиум М
Преемник	Intel Core
Статус поддержки
	Не поддерживается

P6 Пентиум М
Общая информация
Запущен	12 марта 2003 г.
Производительность
Макс. процессора Тактовая частота	От 600 МГц до 2,26 ГГц
ФСБ скорости	от 400 до 533 МТ/с
Кэш
L1 Кэш	64 КБ (32 КБ I-кэша + 32 КБ D-кэша)
Кэш L2	от 512 КБ до 2048 КБ
Архитектура и классификация
Микроархитектура	П6
Набор инструкций	х86-16 , ИА-32
Расширения	ММХ , ССЕ , ССЕ2 ;
Физические характеристики
Транзисторы	77М 130 нм (В1, В2) ; 144М 90 нм (B0, C0) ; 151М 65 нм (C0, D0) ;
Ядра	1 ;
Розетка	Розетка 479 ;
Продукты, модели, варианты
Модели	Серия А100 ; Серия EP80579 ; Селерон серии М ; Пентиум серии М ;
История
Предшественник	NetBurst
Преемник	Улучшенный Пентиум М
Статус поддержки
	Не поддерживается

П6
	Снимок Deschutes ядра
Общая информация
Запущен	1 ноября 1995 г .; 28 лет назад
Производительность
Макс. процессора Тактовая частота	150 от МГц до 1,40 ГГц
ФСБ скорости	от 66 МГц до 133 МГц
Кэш
L1 Кэш	Pentium Pro: 16 КБ (8 КБ кэша I + 8 КБ кэша D) ; Pentium II/III: 32 КБ (кэш I 16 КБ + кэш D 16 КБ)
Кэш L2	от 128 КБ до 512 КБ ; От 256 КБ до 2048 КБ (Xeon)
Архитектура и классификация
Микроархитектура	П6
Набор инструкций	х86-16 , ИА-32
Расширения	ММХ (Пентиум II/III/М) ; ССЕ (Пентиум III/М) ; SSE2 (Пентиум М) ;
Физические характеристики
Транзисторы	5,5М 500 нм ; 7,5М 350 нм ; 7,5M 250 нм (B0, B1) ; 9,5M 250 нм (B0, C0) ; 19М 250 нм (В0) ; 28M 180 нм (A1, A2, B0, C0, D0) ; 44M 130 нм (A1, B1, C1, D0) ;
Ядра	1 ;
Розетки	Розетка 8 ; Слот 1 ; Розетка 370 ; Розетка 479 ;
Продукты, модели, варианты
Модели	Серия Пентиум Про ; Серия Celeron II ; Серия Пентиум II ; Серия Pentium II Xeon ; Серия Celeron III ; Пентиум III серии ; Серия Pentium III Xeon ;
История
Предшественник	П5
Преемник	NetBurst
Статус поддержки
	Не поддерживается

Микроархитектура P6 шестого поколения Intel x86 — это микроархитектура , реализованная на базе микропроцессора Pentium Pro , представленного в ноябре 1995 года. Ее часто называют i686 . ^[2] Планировалось, что на смену ей придет микроархитектура NetBurst, используемая в Pentium 4 в 2000 году, но она была возрождена для Pentium M. линейки микропроцессоров Преемником варианта микроархитектуры P6 Pentium M является микроархитектура Core, которая, в свою очередь, также является производной от P6.

P6 использовался в основных предложениях Intel от Pentium Pro до Pentium III и был широко известен благодаря низкому энергопотреблению, превосходной целочисленной производительности и относительно высокому количеству инструкций за цикл (IPC).

Функции

Ядро P6 было микропроцессором Intel шестого поколения в линейке x86. Первой реализацией ядра P6 стал процессор Pentium Pro в 1995 году, который стал непосредственным преемником оригинального дизайна Pentium (P5).

Процессоры P6 динамически преобразуют инструкции IA-32 в последовательности буферизованных RISC-подобных микроопераций , затем анализируют и переупорядочивают микрооперации для обнаружения распараллеливаемых операций, которые могут быть выполнены более чем одним исполнительным устройством одновременно. ^[3] Pentium Pro был первым микропроцессором x86, разработанным Intel для использования этой технологии, хотя NexGen Nx586 , представленный в 1994 году, сделал это раньше.

Другие функции, впервые реализованные в пространстве x86 в ядре P6, включают:

Спекулятивное выполнение и завершение вне очереди (называемое Intel «динамическим выполнением»), которые требовали новых выбывающих блоков в ядре выполнения. Это уменьшило количество зависаний конвейера и частично позволило улучшить масштабирование скорости Pentium Pro и последующих поколений процессоров.
Суперконвейерная обработка, которая увеличилась с 5-ступенчатого конвейера Pentium до 14-ступенчатого конвейера Pentium Pro и ранней модели Pentium III (Coppermine) и в конечном итоге превратилась в менее чем 10-ступенчатый конвейер Pentium M для рынка встраиваемых систем и мобильных устройств из-за энергоэффективности. и проблемы с более высоким напряжением, которые встречались в предшественнике, а затем снова удлинение конвейера с 10 до 12 этапов обратно к Core 2 из-за трудностей с увеличением тактовой частоты при одновременном улучшении процесса изготовления может каким-то образом свести на нет некоторое негативное влияние более высокого энергопотребления на процессор. более глубокая конструкция трубопровода.
Внешняя шина, использующая вариант логики приемопередатчика Ганнинга , позволяющая четырем дискретным процессорам совместно использовать системные ресурсы. ^[4]
Расширение физического адреса (PAE) и более широкая 36-битная адресная шина для поддержки 64 ГБ физической памяти. ^[5]
Переименование регистров , что позволило более эффективно выполнять несколько инструкций в конвейере.
CMOV Инструкции , которые активно используются при оптимизации компилятора .
Другие новые инструкции: FCMOV, FCOMI/FCOMIP/FUCOMI/FUCOMIP, RDPMC, UD2.
Новые инструкции в ядре Pentium II Deschutes: MMX , FXSAVE, FXRSTOR.
Новые инструкции в Pentium III: потоковые SIMD-расширения .

Чипы на базе P6

Celeron (варианты Covington/Mendocino/Coppermine/Tualatin)
Пентиум Про
Pentium II Overdrive (чип Pentium II в 387-контактном разъеме 8 )
Пентиум II
Пентиум II Ксеон
Пентиум III
Пентиум III Ксеон

Вариант P6 Pentium M

После выпуска Pentium 4-M и Mobile Pentium 4 быстро стало понятно, что новые мобильные процессоры NetBurst не идеальны для мобильных вычислений. Процессоры на базе NetBurst были просто не так эффективны в пересчете на такт или на ватт по сравнению со своими предшественниками P6. Мобильные процессоры Pentium 4 нагревались намного сильнее, чем процессоры Pentium III-M, без значительного преимущества в производительности. Его неэффективность повлияла не только на сложность системы охлаждения, но и на немаловажное время автономной работы. Intel вернулась к чертежной доске, чтобы разработать дизайн, который оптимально подходил бы для этого сегмента рынка. Результатом стал модернизированный дизайн P6, получивший название M. Pentium

Обзор конструкции ^[6]

Четырехпрокаченный передний автобус. В исходном ядре Banias компания Intel приняла FSB 400 МТ/с , впервые использованную в Pentium 4. Ядро Dothan перешло на FSB 533 МТ/с, следуя за развитием Pentium 4.
Больший кэш L1/L2 . Кэш-память L1 увеличена с 32 КБ предшественника до нынешних 64 КБ во всех моделях. Первоначально 1 МБ кэша L2 в ядре Banias, затем 2 МБ в ядре Dothan. Активация динамического кэша с помощью переключателя квадрантов из состояний сна.
Поддержка SSE2 Streaming SIMD Extensions 2.
10- или 12-ступенчатый расширенный конвейер инструкций, позволяющий добиться более высоких тактовых частот без удлинения этапа конвейера, количество этапов сокращено с 14 на Pentium Pro/II/III.
Специальное управление стеком регистров.
Добавление глобальной истории, косвенного прогнозирования и циклического прогнозирования в таблицу прогнозирования ветвей. Удаление локального предсказания.
Микрооперации Объединение определенных подинструкций с помощью блоков декодирования. Команды x86 могут привести к меньшему количеству микроопераций и, следовательно, требуют меньшего количества циклов процессора для выполнения.

Pentium M был самым энергоэффективным процессором x86 для ноутбуков на протяжении нескольких лет, потребляя максимум 27 Вт при максимальной нагрузке и 4–5 Вт в режиме ожидания. Повышение эффективности обработки, достигнутое в результате его модернизации, позволило ему конкурировать с Mobile Pentium 4 с тактовой частотой более чем на 1 ГГц (самый быстрый тактовый процессор Mobile Pentium 4 по сравнению с самым быстрым тактовым процессором Pentium M) и оснащенным гораздо большей памятью и пропускной способностью шины. ^[6]

Первые процессоры семейства Pentium M («Banias») внутренне поддерживают PAE, но не показывают флаг поддержки PAE в информации CPUID; из-за этого некоторые операционные системы (в первую очередь дистрибутивы Linux) отказываются загружаться на таких процессорах, поскольку в их ядрах требуется поддержка PAE. ^[7] Windows 8 и более поздние версии также отказываются загружаться на этих процессорах по той же причине, поскольку для правильной работы им специально требуется поддержка PAE. ^[8]

Вариант Баниаса/Дотана

Celeron M (варианты Banias/Shelton/Dothan)
Пентиум М
А100/А110
EP80579
CE 3100

Вариант P6 Pentium Enhanced Pentium M

Процессор Yonah был выпущен в январе 2006 года под брендом Core . Одно- и двухъядерные мобильные версии продавались под брендами Core Solo, Core Duo и Pentium Dual-Core , а серверная версия была выпущена как Xeon LV . Эти процессоры частично решили некоторые недостатки Pentium M , добавив:

Поддержка SSE3
Одно- и двухъядерная технология с 2 МБ общего кэша L2 (реструктуризация процессорной организации)
Увеличена скорость FSB: скорость FSB составляет 533 МТ/с или 667 МТ/с.
12-этапный конвейер инструкций.

В результате появилась промежуточная микроархитектура для низковольтных процессоров, что-то среднее между P6 и следующей микроархитектурой Core.

вариант Йоны

Целерон М 400 серии
Основное соло/дуэт
Двухъядерный процессор Pentium T2060/T2080/T2130
Xeon LV/ULV (Соссаман)

Преемник

27 июля 2006 года была выпущена микроархитектура Core , производная от P6, в виде процессора Core 2 . Впоследствии было выпущено больше процессоров с микроархитектурой Core под Core 2, Xeon , Pentium и Celeron торговыми марками . Микроархитектура Core — это последняя линейка процессоров Intel для массового рынка, использующая FSB . Все более поздние процессоры Intel основаны на Nehalem , а более поздние микроархитектуры Intel оснащены встроенным контроллером памяти и шиной QPI или DMI для связи с остальной частью системы. Улучшения по сравнению с процессорами Intel Core заключались в следующем:

14-этапный конвейер инструкций, обеспечивающий более высокую тактовую частоту.
Поддержка SSE4.1 для всех моделей Core 2, изготовленных по технологии литографии 45 нм.
Поддержка 64-битной архитектуры x86-64 , которая ранее предлагалась только процессорами Prescott, последней архитектурной версией Pentium 4 .
Увеличена скорость FSB с 533 МТ/с до 1600 МТ/с.
Увеличенный размер кэша L2: размер кэша L2 варьируется от 1 МБ до 12 МБ (процессоры Core 2 Duo используют общий кэш L2, в то время как процессоры Core 2 Quad, имеющие половину общего кэша, совместно используются каждой парой ядер).
Динамическое регулирование передней шины (некоторые мобильные модели), при котором скорость FSB снижается вдвое, что, как следствие, снижает скорость процессора вдвое. Таким образом, процессор переходит в режим низкого энергопотребления, называемый сверхнизкочастотным режимом, который помогает продлить срок службы батареи.
Технология динамического ускорения для некоторых мобильных процессоров Core 2 Duo и технология двойного динамического ускорения для мобильных процессоров Core 2 Quad. Технология динамического ускорения позволяет процессору разгонять одно ядро процессора, отключая одно. В технологии Dual Dynamic Acceleration два ядра деактивируются и два ядра разгоняются. Эта функция активируется, когда приложение использует только одно ядро для Core 2 Duo или до двух ядер для Core 2 Quad. Разгон осуществляется путем увеличения множителя тактовой частоты на 1.

Хотя все эти чипы технически являются производными от Pentium Pro, их архитектура с момента своего создания претерпела несколько радикальных изменений. ^[9]

См. также

Список микроархитектур процессоров Intel

Ссылки

^ «Процессор Pentium® Pro с частотой 150 МГц, 166 МГц, 180 МГц и 200 МГц» (PDF) . Корпорация Интел. Ноябрь 1995 г. с. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2016 г.
^ Хатчингс, Бен (28 сентября 2015 г.). «По умолчанию используется i686 для архитектуры Debian i386» . debian-devel (список рассылки).
^ Гвеннап, Линли (16 февраля 1995 г.). «Intel P6 использует скалярную конструкцию с развязкой» (PDF) . Отчет микропроцессора . 9 (2).
^ Процессоры Pentium и Pentium Pro и сопутствующие товары . Корпорация Интел. Декабрь 1995 г. стр. 1–10. ISBN 1-55512-251-5 .
^ Брей, Барри (2009). Микропроцессоры Intel (PDF) (8-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. п. 754. ИСБН 978-0-13-502645-8 .
^ Jump up to: ^а ^б Шимпи, Ананд Лал (21 июля 2004 г.). «90-нм процессор Intel Pentium M 755: расследование Дотана» . АнандТех .
^ «PAE — Справочная вики сообщества» . Помощь Ubuntu .
^ Это не вычисляется. Можете ли вы установить Windows 10 на Pentium II? . Ютуб . Начало секции в 32:35.
^ «Выступление Пэта Гелсингера в Стэнфорде, 7 июня 2006 г.» . Архивировано из оригинала 3 июня 2011 года.

[1] «Процессор Pentium® Pro с частотой 150 МГц, 166 МГц, 180 МГц и 200 МГц» (PDF) . Корпорация Интел. Ноябрь 1995 г. с. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 12 апреля 2016 г.

[2] Хатчингс, Бен (28 сентября 2015 г.). «По умолчанию используется i686 для архитектуры Debian i386» . debian-devel (список рассылки).

[3] Гвеннап, Линли (16 февраля 1995 г.). «Intel P6 использует скалярную конструкцию с развязкой» (PDF) . Отчет микропроцессора . 9 (2).

[4] Процессоры Pentium и Pentium Pro и сопутствующие товары . Корпорация Интел. Декабрь 1995 г. стр. 1–10. ISBN 1-55512-251-5 .

[5] Брей, Барри (2009). Микропроцессоры Intel (PDF) (8-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. п. 754. ИСБН 978-0-13-502645-8 .

[DothanAnand-6] Jump up to: ^а ^б Шимпи, Ананд Лал (21 июля 2004 г.). «90-нм процессор Intel Pentium M 755: расследование Дотана» . АнандТех .

[PAE-7] «PAE — Справочная вики сообщества» . Помощь Ubuntu .

[8] Это не вычисляется. Можете ли вы установить Windows 10 на Pentium II? . Ютуб . Начало секции в 32:35.

[9] «Выступление Пэта Гелсингера в Стэнфорде, 7 июня 2006 г.» . Архивировано из оригинала 3 июня 2011 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]